Research Abstract


KAGRA: 2.5 generation interferometric gravitational wave detector

2019年1月8日 Nature Astronomy 3 : 1 doi: 10.1038/s41550-018-0658-y (2019)

LIGOコラボレーションとVirgoコラボレーションによって報告された重力波(GW)の最近の検出は、物理学と天文学に重大な影響をもたらした。GW検出器の世界的なネットワークは、天体望遠鏡と検出器の協調した観測において、重力波源の未知の特性を明らかにする点で重要な役割を果たすであろう。本論文では、「L」字形に配置された2本の3キロメートルの基線長をもつ新しいGW検出器であるKAGRAを紹介する。KAGRAの設計は 、第二世代のAdvanced LIGOとAdvanced Virgoに似ているが、サファイア製の鏡を用いて極低温で稼働する。この低温特性は、100ヘルツ近傍の感度を改善する上で有利であり、第三世代のGW検出器(たとえば、欧州のアインシュタイン望遠鏡や米国のコズミック・エクスプローラー)の構想に重要なものである。そのため、KAGRAは レーザー干渉法による2.5世代のGW検出器とも呼ばれている。KAGRAの最初の観測は2019年後半に予定されており、3回目のAdvanced LIGO-Virgo ネットワーク観測に加わることを目指している。既存のGW検出器とともに稼働すれば、KAGRAはGW源のより正確な位置決定と、GW源のパラメーターをより高い精度で決定することに役立ち、GWを誘発する候補天体の追跡観測の情報をもたらすであろう。

T. Akutsu, M. Ando and Z.-H. Zhu

Corresponding Author

C. Kim

道村 唯太

真貝 寿明

正田 亜八香

The recent detections of gravitational waves (GWs) reported by the LIGO and Virgo collaborations have made a significant impact on physics and astronomy. A global network of GW detectors will play a key role in uncovering the unknown nature of the sources in coordinated observations with astronomical telescopes and detectors. Here we introduce KAGRA, a new GW detector with two 3 km baseline arms arranged in an ‘L’ shape. KAGRA’s design is similar to the second generations of Advanced LIGO and Advanced Virgo, but it will be operating at cryogenic temperatures with sapphire mirrors. This low-temperature feature is advantageous for improving the sensitivity around 100 Hz and is considered to be an important feature for the third-generation GW detector concept (for example, the Einstein Telescope of Europe or the Cosmic Explorer of the United States). Hence, KAGRA is often called a 2.5-generation GW detector based on laser interferometry. KAGRA’s first observation run is scheduled in late 2019, aiming to join the third observation run of the advanced LIGO–Virgo network. When operating along with the existing GW detectors, KAGRA will be helpful in locating GW sources more accurately and determining the source parameters with higher precision, providing information for follow-up observations of GW trigger candidates.